第一章 蛋白质结构基础.ppt

蛋白质工程(PROTEIN ENGINEERING)
主讲人:Dr. 张杰
中国计量学院生命科学学院
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短号:669862
序论:蛋白质工程简介
蛋白质工程的含义
蛋白质工程的诞生
蛋白质工程的主要内容和基本目的
蛋白质工程与基因工程的区别
主要参考书
一蛋白质工程的含义
蛋白质工程
根据蛋白质的精细结构和生物活力的作用机制之间的关系,利用基因工程的手段,按照人类自身的需要,定向地改造天然的蛋白质或设计制造新的蛋白质。
二蛋白质工程的诞生
一张蓝图
上世纪70年代,特别是80年代初结构生物学揭示了大量蛋白质分子的精确立体结构及其与复杂生物学功能的关系,为设计改造天然蛋白质提供了蓝图
一项工具
分子遗传学发展了以定点诱变为中心的基因操作技术,为通过基因修饰改造蛋白质提供了工具。
1983年,Ulmer在“Science”上发表以“Protein Engineering‘’(蛋白质工程)为题的专论,一般将此视为蛋白质工程诞生的标志。
蛋白质工程的主要内容和基本目的可以概括为:以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础,通过有控制的修饰和合成,对现有蛋白质加以定向改造,设计、构建并最终生产出性能比自然界存在的蛋白质更加优良、更加符合人类社会需要的新型蛋白质。
蛋白质工程的诞生的标志
1983年,美国GENE公司的Ulmer在“Science”上发表以“Protein Engineering‘’(蛋白质工程)为题的专论,一般将此视为蛋白质工程诞生的标志。(Kevin M. Ulmer ( Science 219:666-671). )
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ABSTRCT
The prospects for protein engineering, including the roles of x-ray crystallography, chemical synthesis of DNA, puter modelling of protein structure and folding, are discussed. It is now possible to attempt to modify many different properties of proteins bining information on crystal structure and protein chemistry with artificial gene synthesis. Such techniques offer the potential for altering protein structure and function in ways not possible by any other method
三蛋白质工程的主要内容和基本目的
以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能关
系为基础,通过有控制的基因修饰和基因合
成,对现有蛋白质加以定向改造,设计,构
建并最终生产出性能比自然界存在的蛋白质
更加优良,更符合人类需要的新型蛋白质。
四蛋白质工程与基因工程的区别
基因工程是通过基因操作把外源基因转入适当的生物体内,并在其中进行表达,它的产品还是该基因编码的天然存在的蛋白质(第一代)。
蛋白质工程则更进一步根据分子设计的方案,通过对天然蛋白质的基因进行改造,来实现对其所编码的蛋白质的改造,它的产品已不再是天然的蛋白质,而是经过改造的,具有了人类所需要的优点的蛋白质。天然蛋白质都是通过漫长的进化过程自然选择而来的,而蛋白质工程对天然蛋白质的改造,好比是在实验室里加快了的进化过程,期望能更快、更有效地为人类的需要服务。
思路不同:基因工程是遵循中心法则,从DNA→mRNA→蛋白质→折叠产生功能,基本上是生产出自然界已有的蛋白质。蛋白质工程是按照以下思路进行的:确定蛋白质的功能→蛋白质应有的高级结构→蛋白质应具备的折叠状态→应有的氨基酸序列→应有的碱基排列,可以创造自然界不存在的蛋白质。
五主要参考书
两本书,一个人
1《蛋白质的结构预测与分子设计》来鲁华著北京大学出版社,1993
2《PROTEIN STRUCTURE 》 Section structure, secondary motifs, tertiary architecture, and anization te Carey and Vanessa Hanley Princeton University Princeton, NJ 08544-1009